NLR loma I tipa interferona signalizācijas, saimniekorganisma aizsardzības un tolerances pret iekaisumu regulēšanā 1. daļa

Abstract:

I tipa interferona signalizācija veicina iedzimtu un adaptīvu imūnreakciju veidošanos pret vīrusiem, sēnītēm vai baktērijām. Tomēr interferona reakcijas amplitūda un laiks ir ārkārtīgi svarīgi, lai novērstu nevēlamu iznākumu vai audu bojājumus. Lai gan vairāki patogēni izstrādāja stratēģijas, lai traucētu interferona signālu kvalitāti, arvien vairāk pierādījumu liecina, ka šo ceļu var regulēt vairāki Nod līdzīgo receptoru (NLR) ģimenes locekļi, lai gan precīzs mehānisms lielākajai daļai no tiem joprojām ir nenotverams.

NLR sastāv no aptuveni 20 proteīnu ģimenes zīdītājiem, kas spēj uztvert mikrobu produktus, kā arī endogēnos signālus, kas saistīti ar audu bojājumiem. Šeit mēs sniedzam pārskatu par mūsu pašreizējo izpratni par šo NLR funkciju I tipa interferona reakcijās, koncentrējoties uz vīrusu infekcijām. Mēs apspriežam, kā NLR mediētā I tipa interferona regulēšana var ietekmēt autoimunitātes attīstību un imūnreakciju pret infekciju.

I tipa interferons ir svarīgs imūnregulators, kam ir svarīga loma imūnsistēmas veselības un normālas darbības uzturēšanā. Imūnās atbildes procesā I tipa interferons var stimulēt eksogēno faktoru, piemēram, ļaundabīgo audzēju un infekcijas patogēnu, izvadīšanu un uzlabot organisma imūnās aizsardzības spējas. Tajā pašā laikā I tipa interferons var arī izraisīt audzēja šūnu apoptozi un inhibēt audzēja šūnu proliferāciju, tāpēc tam ir svarīga klīniskā pielietojuma vērtība audzēja ārstēšanā.

Turklāt I tipa interferons var stimulēt arī dažādu imūnšūnu funkcijas, piemēram, pastiprināt makrofāgu un NK šūnu nogalināšanas aktivitāti, veicināt B šūnu un T šūnu diferenciāciju, proliferāciju un aktivāciju, kā arī regulēt imūno šūnu mijiedarbību. , tādējādi koordinējot visas imūnsistēmas reakciju. Tāpēc I tipa interferonam ir svarīga loma ķermeņa veselības uzturēšanā, ar imūnsistēmu saistītu slimību profilaksē un ārstēšanā.

Īsāk sakot, I tipa interferons ir cieši saistīts ar imunitāti, un tam ir nozīme organisma imūnās aizsardzības veicināšanā un ar imūnsistēmu saistītu slimību ārstēšanā, regulējot imūnšūnu darbību un imūno šūnu mijiedarbību. No šī viedokļa mums ir jāuzlabo imunitāte. Cistanche var uzlabot imunitāti. Cistanche ir bagāta ar dažādām antioksidantu vielām, piemēram, C vitamīnu, C vitamīnu, karotinoīdiem utt. Šīs sastāvdaļas var attīrīt brīvos radikāļus, samazināt oksidatīvo stresu un uzlabot imunitāti. sistēmas pretestība.

Click cistanche tubulosa priekšrocības

Atslēgvārdi:

NOD līdzīgi receptori; Interferoni; iedzimta imunitāte; imūnsistēmas regulēšana; I tipa interferons; pretvīrusu līdzeklis; signalizēšana.

1. I tipa interferoni

Interferoni (IFN) ir neviendabīga proteīnu grupa, ko var iedalīt trīs ģimenēs (I, II un III tips), pamatojoties uz atšķirīgām funkcijām un īpašībām [1]. Cilvēka I tipa IFN saime sastāv no 5 apakšgrupām: IFN- , - , -κ, -ε un -ω [2–4], savukārt II tipa IFN grupa satur tikai IFN- [3]. III tipa IFN sastāv no četriem IFN-λ proteīniem [5,6].

Šajā pārskatā galvenā uzmanība tiks pievērsta I tipa IFN regulēšanai, ko veic Nod-like receptoru (NLR) ģimenes locekļi, un šajā klasē uz ievērojamākajiem un vislabāk pētītajiem IFN un IFN- locekļiem.

I tipa IFN visi saistās ar kopēju heterodimēru receptoru, kas sastāv no IFN- / R1 (IFNAR1) un IFN- / R2 (IFNAR2) apakšvienībām [7–9], kas izpaužas lielākajā daļā šūnu tipu. I tipa IFN saistīšanās ar to receptoriem izraisa receptoru apakšvienību dimerizāciju [10], ātru ar R2 apakšvienību saistītās Janus kināzes 1 (JAK1) aktivāciju [11,12] un pēc tam JAK-STAT ceļa indukciju [13]. Šī tirozīna kināze autofosforilē un papildus fosforilē specifiskus atlikumus receptora intracelulārā domēna mijiedarbības vietās, atklājot signāla devēju un transkripcijas (STAT) saistošo kabatu aktivatoru [14].

Pēc STAT proteīnu saistīšanas caur to Src-homology 2 (SH2) domēniem STAT tiek fosforilēti ar aktivētu JAK1, izraisot to disociāciju no receptora. IFN inducē STAT1/STAT2 heterodimēru veidošanos [15], kas var tālāk saistīt ar interferona regulējošo faktoru 9 (IRF9) un pēc tam veidot IFN stimulēto gēna faktoru 3 (ISGF3) [16]. ISGF3 pārvietojas kodolā, lai saistītu interferona stimulētos atbildes elementus (ISRE), izraisot pretvīrusu atbildes gēnus [15, 17, 18]. Turklāt STAT1 var veidot homodimērus vai heterodimērus ar STAT3. STAT1, STAT3, STAT4, STAT5 un STAT6 veido homodimērus.

Dimerizācija notiek pirms pārvietošanas kodolā un gēnu aktivācijas, ko regulē gamma interferona aktivācijas vieta (GAS) [19–21], izraisot pro-iekaisuma reakciju (1. attēls).

IFN-o saistīšanās ar tā receptoru izraisa arī ar receptoru apakšvienībuR1 saistītās tirozīnkināzes Tyk2 (22-25) ātru fosforilēšanos, kas mediē signālu pārraidi uz ne-IFN ceļiem, kā rezultātā tiek uzsākts MAP kināzes ceļš un aktivizēts. p38 un sekojošā augšanas inhibīcija (26), kā arī hromatīna remodelācija pēc Crebinding elementa (CREB) pārvietošanas (27). Turklāt Tyk2 aktivizē fosfoinositīda-3- kināzi (PI3K), kā rezultātā tiek aktivizēts rapamicīna (mTOR) ceļa mērķis zīdītājam un tiek uzsākta mRNS translācija, kā arī tiek aktivizēta iekaisuma procesu veicinošā kodola faktora kappa-gaismas ķēde. aktivēto B šūnu (NF-kB) ceļa pastiprinātājs' (28).

1.1. Imūnās atbildes reakcijas uz infekcijām un audu toleranci ietekmē I tipa interferona reakcija

Vīrusi mijiedarbojas ar plašu proteīnu klāstu zīdītāju šūnās, un to evolūciju ir izraisījuši pretvīrusu ierobežojumi un to saimniekšūnu pielāgošanās. Tāpēc nav pārsteidzoši, ka to līdzevolūcijas rezultātā ir izveidoti ļoti sarežģīti regulējoši mehānismi imūnās atbildes reakcijas uz vīrusu izaicinājumiem laika un amplitūdas noteikšanai. I tipa IFN ir galvenā loma vīrusu infekciju kontrolē, un tas ir iesaistīts arī citu patogēnu aizsardzībā. 1957. gadā Alick Isaacs un Lean Lindenmannas atklāja IFN, kas ir šķīstošs faktors horioalantoiskās membrānas supernatantā, kas tika inficēts ar karstumā inaktivētu gripas vīrusu, kas traucē vīrusa infekciju šūnās, tāpēc nosaukums - interferons"29. I tips FN darbojas gan autokrīnā, gan parakrīnā veidā un sagatavo blakus esošās šūnas gaidāmajai vīrusa infekcijai. To spēju ierobežot vīrusu replikāciju galvenokārt nosaka daudzi interferonu stimulēti gēni (ISG). Turklāt I tipa IFN ir svarīga loma adaptīvās imūnās atbildes veidošanā iesaistīto šūnu aktivācijā.Šeit I tipa IFN piedalās šūnu ekspansijas un diferenciācijas kontrolē un limfoīdās līnijas šūnu citokīnu un ķīmokīnu reakciju noteikšanā (30]).

I tipa IFN ir saistīti ar ātru šūnu pretvīrusu stāvokļa indukciju, un lielākā daļa šūnu var tos ražot, reaģējot uz atbilstošu modeļa atpazīšanas receptoru (PRR) stimulāciju. Tie sagatavo inficētās šūnas, kā arī apkārtējās šūnas aizsardzības vai tolerances stāvoklī [31]. To kā aizsargfaktoru nozīme vīrusu infekciju laikā tika pierādīta, parādot peļu ar IFNAR1 receptoru deficītu (Ifnar1−/− peles) augsto jutību pret vezikulārā stomatīta vīrusu (VSV), Semliki Forest vīrusu, vaccinia vīrusu (VACV) un limfocītu horiomeningītu. vīruss (LCMV) [32]. Turklāt tika pierādīts, ka peles ar STAT1 deficītu ir ļoti jutīgas pret gripas vīrusiem [33], kas vēl vairāk nostiprināja I tipa IFN nozīmi pretvīrusu reakcijās. Cilvēkiem vairākas iedzimtu STAT1 deficītu formas ir saistītas ar augstu jutību pret intracelulārām baktērijām un vīrusiem [34], savukārt dažas funkcionālās STAT1 mutācijas ir atbildīgas par hroniskas mukokutānas kandidozes attīstību [35].

Bakteriālo infekciju gadījumā I tipa IFN funkcijas ir sarežģītākas, jo tās var pozitīvi vai negatīvi ietekmēt saimniekorganisma aizsardzību [30]. Makrofāgu I tipa IFN ārstēšana nodrošina labāku baktēriju replikācijas ierobežošanu intracelulārās Legionella pneumophilia vai Bacillus anthracis infekcijas laikā [36–39]. Turklāt šķiet, ka I tipa IFN aizsargā šūnas no Salmonella enterica subsp. enterica ser. Typhimurium (S. Typhimurium) un Shigella flexneri, jo pelēm, kas tika ārstētas ar rekombinanto I tipa IFN, epitēlija šūnās bija samazināts invazīvo baktēriju skaits un uzlabota izdzīvošana [40,41]. I tipa IFN veicina makrofāgu aktivāciju attiecībā uz slāpekļa oksīda (NO) un TNF ražošanu [42]. Tomēr IFN un - ir arī identificēti kā daudzu citokīnu un kemokīnu negatīvie regulatori, kas organizē imūnās atbildes reakciju uz bakteriālām infekcijām, jo ​​īpaši attiecībā uz Listeria monocytogenes [43,44] un S. Typhimurium [44,45] (apskatīts [46]).

Papildus baktērijām sēnīšu atpazīšana, galvenokārt ar C tipa lektīna receptoru Dektīns-1, kā arī sēnīšu nukleīnskābju atpazīšana, izmantojot Toll-like receptoru 7 (TLR7) un TLR9, izraisa spēcīgas I tipa interferona atbildes reakcijas [47,48 ]. Tomēr, tāpat kā bakteriālas infekcijas gadījumā, arī I tipa interferoni var veicināt patogēnu izdzīvošanu [49].

I tipa IFN ir vienlīdz svarīgi, lai organizētu adaptīvās imūnās atbildes reakcijas uz infekciju, transkripcijas regulējot plašu mērķa gēnu klāstu. Konkrēti, I tipa IFN inducē un atbalsta II tipa IFN, galvenokārt IFN, veidošanos tieši NK šūnās [50,51] un atbalsta IL-12 veidošanos dendritiskajās šūnās (DC) [52]. Tie var vēl vairāk uzlabot mieloīdo šūnu, B šūnu un T šūnu atbildes reakciju uz vīrusu infekciju, tādējādi uzlabojot vīrusu klīrensu un izveidojot stabilu adaptīvu T un B šūnu atmiņas repertuāru. Antigēna prezentācijā IFN inducē MHC I klases un II klases transkripciju, izraisot divu NLR ģimenes locekļu ekspresiju, kaspāzes aktivācijas un vervēšanas domēnu (CARD), kas satur attiecīgi 5 (NLRC5) un MHC II klases transkripcijas aktivatoru (CIITA). [53,54]. Tikmēr tika konstatēts, ka daudzu citu NLR ekspresiju regulē gan I, gan II tipa IFN. Nākamajā sadaļā mēs sīki aprakstām, kā NLR regulē I tipa IFN un kā tie modulē I tipa IFN reakciju rezultātus. Mēs apspriežam, kā NLR atcelšana var izraisīt uzņēmību pret infekciju vai autoiekaisuma slimību patogēna izplatīšanās vai pazeminātas audu tolerances pret stresa bojājumiem rezultātā.

1.2. I tipa interferona reakcijas indukcija ar nukleīnskābes sensoru

Ar patogēnu saistītu molekulāro modeļu (PAMP) atpazīšana ar evolucionāri konservētiem PRR ir pirmais solis ātras iedzimtas imūnās atbildes veidošanai. Pēc potenciāli kaitīgu ne-pašmolekulu uztveršanas PRR aktivizē noteiktu signalizācijas kaskāžu kopumu, kas beidzas ar tolerances vai aizsardzības stāvokļa indukciju saimniekšūnā. Tas ļauj ražot un atbrīvot citokīnus, kas signalizē kaimiņu šūnām, lai piesaistītu imūnās šūnas specifiskas adaptīvās imūnās atbildes ierosināšanai.

PRR ir lokalizēti dažādos subcelulāros nodalījumos. Toll-like receptori (TLR), C tipa lektīni un scavenger receptori pārklāj šūnu virsmu, kā arī TLR gadījumā endosomālā nodalījuma membrānas. NOD līdzīgi receptori (NLR), RIG-I līdzīgi receptori (RLR) un cikliskā GMP-AMP sintāze (cGAS) uzrauga citoplazmu, lai noteiktu šūnu bojājumus vai invazīvu patogēnu klātbūtni. Šo receptoru aktivizēšana izraisa I tipa IFN sekrēcijas indukciju vai apspiešanu, kas tiks apspriesta nākamajās nodaļās un ir apkopota 1. attēlā.

Citozola DNS noteikšanu galvenokārt veicina visuresoši ekspresētais cGAS un melanomas 2 (AIM2) proteīna trūkums. Tas ietver ne tikai svešu DNS, kas iegūta no patogēniem, bet arī citozola hromatīnu, kas rodas genotoksiskā stresa rezultātā. Kamēr cGAS aktivācija inducē I tipa IFN, citozola DNS noteikšana ar AIM2 izraisa piroptotisku šūnu nāvi kaspāzes -1 aktivācijas un sekojošas nobriedušu IL-1 un IL{{ apstrādes un atbrīvošanās rezultātā. 5}} [55].

Saistīšanās ar citozola DNS padara cGAS aktīvā stāvoklī, izraisot otrā ziņotāja cikliskā GMP-AMP (cGAMP) sintēzi ar jauktas saites mugurkaulu (c[G(20,50)pA(30,50)p]) , ko savukārt uztver proteīns, ko dēvē par interferona gēnu stimulatoru (STING) [56–59], kas atrodas pie endoplazmatiskā retikuluma membrānas [60]. STING aktivizēšana noved pie tā translokācijas Golgi tīklā un aktivizē TRAF ģimenes locekli saistīto NF-κB aktivatoru saistošo kināzi 1 (TBK1). Pēc autofosforilēšanas TBK1 pēc tam aktivizē IRF3, izmantojot tiešu saistīšanos [61].

Tas nodrošina tā dimerizāciju, translokāciju kodolā un I tipa IFN transkripcijas uzsākšanu. IRF3 aktivizēšana izraisa sākotnējo transkripcijas vilni ar IFN- un IFN- 4 kā centrālajiem transkripcijas mērķiem. Tiek ierosināta arī IRF7 transkripcija, lai nodrošinātu pozitīvu atgriezenisko saiti, kas noved pie otrā I tipa IFN sekrēcijas viļņa [62]. STING ir būtisks šīs reakcijas starpnieks, jo tā trūkums atceļ cGAS izraisīto IRF3 aktivāciju un IFN indukciju [63]. cGAS deficīts peles kaulu smadzenēs iegūtos makrofāgos (BMDM) kaitē pretvīrusu I tipa IFN reakcijas indukcijai pret DNS vīrusiem, piemēram, herpes simplex vīrusu (HSV) 1, VACV un peles gammaherpesvīrusu 68, bet neietekmē reakciju uz 68. RNS vīruss Sendai vīruss (SeV) [64,65]. Papildus IRF3 aktivizēšanai, STING darbojas arī kā NF-κB aktivators. Plašākai cGAS-STING aktivizācijas funkciju apskatam lasītājs ir norādīts [66].

Pētījumi ar šūnām no cGAS−/− pelēm ir pierādījuši, ka cGAS ir galvenais DNS sensors antigēnu prezentējošās šūnās, piemēram, plazmacitoīdās dendritiskajās šūnās (pDC) un parastajās dendritiskajās šūnās (cDC). CGAS izsīkums šajās šūnās padarīja tās nereaģējošus uz DNS transfekciju un infekciju ar DNS vīrusiem [67]. I tipa IFN reakcija uz šīm nukleīnskābēm ir būtiska arī kā primārais signāls DNS izraisītas AIM2 iekaisuma mezgla funkcijai [55].

Papildus nukleīnskābēm no vairākiem DNS vīrusiem, piemēram, citomegalovīrusa [68, 69], HSV 1 [67], VACV [67] un retrovīrusiem [70], cGAS ir arī sensors mikrobu DNS no invazīvām baktērijām un vienšūņiem, piemēram, L. monocytogenes. [71–73], Chlamydia trachomatis [74], Mycobacterium tuberculosis [75–77], Toxoplasma gondii [78] un Leishmania major [79].

Vissvarīgākā citozola RNS sensoru saime ir RIG-I līdzīgo receptoru saime (RLR), kas sastāv no retinoīnskābes inducējamā gēna I proteīna (RIG-I), ar melanomas diferenciāciju saistītā proteīna 5 (MDA5) un laboratorijas. ģenētikas un fizioloģijas 2 (LGP2). Šīs olbaltumvielas var sajust 5-galvenos di- un trifosfātus no īsas, neasas gala divpavedienu (ds)RNS, izmantojot RIG-I, vai garo dsRNS ar MDA5 [80]. Visi trīs proteīni satur DExD / H kastes domēnus ar ATPāzes funkciju, kas ir ļoti svarīgi RNS saistīšanai. RIG-I un MDA5 turklāt satur divas KARTES. Šie N-terminālie domēni ir atbildīgi par turpmāku signālu pārraidi, saistoties ar mitohondriju pretvīrusu signālu proteīna (MAVS) CARD domēnu. RIG-I C-gala domēns kalpo kā inhibējošs domēns, uzturot proteīnu neaktīvā stāvoklī, līdz tas saistās ar RNS un tiek inducētas konformācijas izmaiņas [81].

Pēc dažādu citozola RNS sugu saistīšanās gan MDA5, gan RIG-I tiek pakļauti K63-saistītai ubikvitinācijai gan ar kovalentu, gan nekovalentu piesaisti [82]. Kā E3 ubikvitīna ligāzes var darboties vai nu RIG-I, trīspusējo motīvu saturošs proteīns 25 (TRIM25) [82] vai Riplet [83, 84]. Šis process ļauj RIG-I kļūt homotetramēram [85] un lokalizēties MAVS ārējā mitohondriju membrānā, uzsākot tās oligomerizāciju [86]. Šī MAVS multimerizācija izraisa tā aktivizēšanu un ļauj piesaistīt papildu pakārtotos adaptera proteīnus TRAF2, TRAF6 un TRADD [87, 88]. Pēc tam TRAF3 [89] un TANK [90] tiek pieņemti darbā, lai atvieglotu TBK1 un IKKε aktivizēšanu, kas pēc tam fosforilē transkripcijas faktorus IRF3 un IRF7. Šo divu faktoru aktivizēšana nodrošina to homodimerizāciju un translokāciju kodolā, kur tie ierosina I un III tipa IFN transkripciju [91–94]. LGP2 nesatur CARD domēnu, un tāpēc tika ierosināts nedarboties signalizācijā, bet gan kā RIG-I vai MDA5 funkcijas regulators [95].

1.3. I tipa interferona atbildes reakcijas indukcija ar membrānu saistīto TLR

Lai gan lielākā daļa TLR TLR saimes locekļu var aktivizēt NF-κB signalizācijas kaskādi ar MyD88, I tipa IFN inducē TLR, aktivizējot TRIF [96]. Starp šiem TLR TLR4 ir izrādījies vissvarīgākais I tipa IFN induktors. LPS vai vairāku vīrusu proteīnu atpazīšana noved pie TRIF aktivizēšanas. Pēc tam TRIF var tieši saistīties ar TBK1, izraisot IRF3 aktivāciju un translokāciju kodolā, kā aprakstīts iepriekš [97, 98]. Turklāt TLR3, kas arī signalizē, izmantojot TRIF, un TLR7 un TLR9 ir IFN reakciju induktori [98]. TLR7 un TLR9 galvenokārt tiek izteikti pDC, kur tie inducē I tipa IFN ekspresiju MyD{14}}atkarīgā veidā. pDC konstitutīvi ekspresē IRF7, un ir pierādīts, ka MyD88 var veidot kompleksu ar IRF7, lai izraisītu tā aktivāciju un transkripcijas aktivitāti [99, 100]. Plašāku pārskatu par TLR izraisīto imūnsignalizāciju skatiet [101, 102].

1.4. Interferona atbildes reakcijas ierosināšana, ko veic NLR

Papildus ar membrānu saistītajiem TLR un citozoliskajiem RLR, NOD līdzīgo receptoru (NLR) proteīnu saime ir vēl viena citozola PRR grupa. Zīdītājiem kopumā ir aprakstīti 22 cilvēka NLR [103]. NLR raksturo kopīgs trīspusējs motīvs, kas sastāv no centrālā nukleotīdu saistīšanās un oligomerizācijas (NACHT) domēna, C-termināla leicīna bagātiem atkārtojumiem (LRR) un mainīga N-termināla efektora domēna. Atbilstoši efektoru domēnam NLR ir iedalīti dažādās apakšgrupās: CARD transkripcijas un aktivācijas domēns (CARD-AD), kas satur NLRA, bakulovīrusa apoptozes inhibitors (BIR), kas satur NLRB, kaspāzes aktivācijas un vervēšanas domēns (CARD), kas satur NLRC un pirīnu. domēns (PYD), kas satur NLRP [104]. NLRX1 satur netradicionālu N-termināla domēnu, kam nav homoloģijas ar citu proteīnu ģimenes locekļu N-termināla domēniem. Tas ir arī unikāls, jo satur mitohondriju lokalizācijas secību (MLS) [105].

NOD1 un NOD2 bija šīs olbaltumvielu saimes dibinātāji un vārdu piešķīrēji [106–108]. NOD1 un NOD2 darbojas kā peptidoglikāna (PGN) komponentu intracelulāri sensori no baktēriju šūnu sienas, lai ierosinātu atbilstošu imūnreakciju [106, 107, 109–111]. Tomēr ne visi šīs apakšgrupas proteīni darbojas kā bona fide PRR. To norāda fakts, ka lielākajai daļai NLR proteīnu saimes locekļu nav atklāta tieša ligandu saistīšanās vai pat tiešs aktivators. Turklāt daži no NLR ar zināmiem aktivatoriem, piemēram, NLRC4 [112], nesaistās tieši ar saviem aktivatoriem, bet tiem ir nepieciešami papildu proteīni. Papildus NLR funkcijai kā PRR ar tiešu iekaisuma signālu ceļu (NOD1, NOD2, NLR ģimenes apoptozi inhibējošo proteīnu NAIP) indukciju, daži NLR veido specializētu daudzproteīnu kompleksu, iekaisuma procesu.

Iekaisuma veidošanās ir kopīga ar šo ar apoptozi saistīto proteīnu (ASC), ko piesaista aktivētās NLR PYD. Līdz ar to tiek izveidota augsti organizēta daudzproteīnu signālu platforma, kurā tiek piesaistīta pro-kaspāze-1, kā rezultātā nobriest pro-IL-1 un pro-IL-18 [113]. Funkcijas, kas nav saistītas ar PRR, ir aprakstītas arī diviem citiem NLR proteīniem, proti, MHC II klases transaktivatoram (CIITA) un NLRC5, kas ir transkripcijas regulatori, kuri, kā aprakstīts, pārvietojas kodolā, kur tie var mijiedarboties ar daudzproteīnu transkripcijas kompleksu. sauc par MHC enhanosomu, lai izraisītu attiecīgi MHC II klases un MHC I klases gēnu transkripciju [114–117]. Kodoltranslokācija un tiešā transkripcijas regulēšana ir sīkāk aprakstīta NLRP3 [118] un NOD2 [119]. Vairāki citi NLR nesen tika aprakstīti kā iedzimtu imūnreakciju modulatori. Lai iegūtu sīkāku informāciju par NLR proteīnu funkcijām, lasītājs ir atrodams jaunākajos pārskata rakstos [120–122]. Tomēr līdz šim joprojām ir vairāki NLR proteīni, kuru funkcijas nav pētītas.

Nākamajās sadaļās mēs sniedzam pārskatu par mūsu pašreizējo izpratni par NLR funkcijām IFN atbildēs. Kopsavilkumu skatiet 1. tabulā un 2. attēlā.

2. Negatīvās reglamentējošās atsauksmes par I tipa interferona atbildēm no NLR

2.1. NLRX1

NLRX1 ir saistīts ar dažādiem signalizācijas ceļiem. Tas mazina NF-κB aktivāciju pēc TLR aktivizēšanas [138, 139, 176] un var uzlabot ROS ražošanu, tādējādi uzlabojot JNK ceļu [177–180]. Turklāt NLRX1 arī veicina autofagiju, saistoties ar Tu translācijas pagarinājuma faktoru (TUFM) [140], un paaugstina IRF1 proteīna līmeni pēc vīrusu infekcijas, mazinot proteīnkināzes R (PKR) mRNS translācijas inhibīciju [181]. NLRX1 ir arī iesaistīts apoptozes indukcijā [182] un NLRP3 iekaisuma regulēšanā [183, 184].

Papildus šīm funkcijām NLRX1 ir viens no vislabāk aprakstītajiem NLR, kas regulē I tipa IFN atbildes. Šķiet, ka NLRX1 nav vīrusu vai baktēriju infekcijas sensors, bet gan negatīvs I tipa IFN regulators [105, 138]. Tās neparasto funkciju uzsver fakts, ka tā N-galā satur MLS [105,178,185]. Lai gan precīza lokalizācija mitohondrijās joprojām ir diskusiju jautājums, jo ir ziņots gan par lokalizāciju mitohondriju matricā, gan ārējā mitohondriju membrānā [105].

Mijiedarbojoties ar MAVS, NLRX1 negatīvi regulē no RIG-I-MAVS atkarīgo IFN indukciju, izjaucot MAVS un RIG-I mijiedarbību [105,138]. Tādējādi NLRX1 pārmērīga ekspresija izraisa no RIG-I atkarīgu pretvīrusu signālu pavājināšanos un tādējādi uzlabo vīrusa replikāciju [141, 142]. NLRX1 var mērķēt uz MAVS proteasomu degradācijai, piesaistot poli (rC) saistošo proteīnu 2 (PCBP2), ko pieņem darbā NLRX1 NACHT domēns [142]. NLRX1 klusēšana pDC, kur NLRX1 ir konstitutīvi ekspresēts, un no monocītiem atvasinātos DC (moDC), kuros diferenciācijas laikā tiek palielināts NLRX1 bazālais līmenis, arī izraisa augstāku RLR izraisītu I tipa IFN līmeni [143], atbalstot negatīvs RIG-I izraisītās signalizācijas regulējums.

NLRX1 iznīcināšana izraisa paaugstinātu IFNb1, STAT2 un 20 -50 -oligoadenilāta sintetāzes 1 gēna (OAS1) transkripcijas līmeni pēc vīrusu infekcijas, kas liecina par NLRX1 negatīvu regulējošo lomu uz IFN-/STAT2/OAS1 ass [138]. . Attiecīgi vīrusu infekcija izraisa augstāku IFNa2, IFNb1, OAS1 un STAT2 ekspresiju Nlrx1-/- pelēm, salīdzinot ar savvaļas tipa pelēm. Tomēr šāda pastiprināta pretvīrusu reakcija samazināja audu toleranci pret plaušu bojājumiem [138]. No otras puses, ar Fas saistītais faktors 1 (FAF1) tika identificēts kā NLRX{21}}mediētās I tipa IFN ekspresijas samazināšanas inhibitors. FAF1 konkurē ar MAVS par saistīšanos ar NLRX1 un tāpēc pozitīvi regulē vīrusa izraisītu I tipa IFN sekrēciju. Tiek ierosināts, ka pēc FAF1 saistīšanās NLRX1 atdalās no MAVS, kas pēc tam spēj mijiedarboties ar RIG-I un uzlabot I tipa IFN indukciju [144]. Vēl viens mehānisms, ar kura palīdzību NLRX1 var kavēt I tipa IFN indukciju, ir saistīšanās ar STING. Šī mijiedarbība tiek pastiprināta pēc vīrusu infekcijas un atdala TBK1 no olbaltumvielu kompleksa [145]. Turklāt NLRX1 ir iesaistīts autofagijas regulēšanā. Tika ierosināts, ka mitohondriju TUFM mijiedarbība ar NLRX1 uzlabo autofagiju un tādējādi kavē I tipa IFN signālu pārraidi [140].

Jāatzīmē, ka NLRX1 inhibējošā iedarbība uz MAVS atkarīgo I tipa IFN indukciju ir nedaudz pretrunīga, jo vairākas grupas nevarēja apstiprināt iepriekš aprakstītās sekas [146–148]. Tā kā tika pierādīts, ka NLRX1 atšķirīgi ietekmē IRF3- un IRF1- mediētās atbildes, tas vismaz daļēji varētu izskaidrot šos pretrunīgos atklājumus [181].

2.2. NLRC3

NLRC3 var negatīvi regulēt vairākus signalizācijas ceļus, piemēram, NF-κB [186, 187], mTOR [188] un NLRP3 iekaisuma veidošanos un aktivitāti [189]. Turklāt tika pierādīts, ka tas vājina autoimūno un vīrusu specifisko CD4 un T šūnu atbildes reakciju, inhibējot TNF un IFN ražošanu [187, 190] un tādējādi samazinot Th1 un Th17 šūnu proliferāciju [187].

NLRC3 arī ierobežo I tipa IFN ražošanu, reaģējot uz citozola DNS, ciklisku di-GMP (c-di-GMP) un HSV1 infekciju, tieši kavējot STING un TBK1 mijiedarbību [149]. Mehāniski NLRC3 bloķē STING pārvietošanos no ER uz perinukleāro/golgi atrašanās vietu un ar endoplazmu saistītu punktu pēc DNS noteikšanas [149]. Šis negatīvais STING regulējums, ko veic NLRC3, novērš no TBK{11}}atkarīgo IRF3 fosforilēšanos, jo tas saistās ar Ras GTPāzi aktivizējošo proteīnu IQGAP1 [191]. NLRC3 deficīts peļu BMDM un MEF izraisa lielāku DNS un HSV{19}}inducēto I tipa IFN, IL-6 un TNF veidošanos. Līdz ar to Nlrc3−/− pelēm, kas inficētas ar HSV1, ir samazināta saslimstība un vīrusu slodze [149]. NLRC3 var arī spēlēt lomu RIG-I izraisītā IFN reakcijā [192], tomēr dominējošā ietekme ir uz cGAS inducēto ceļu [149].

NLRC3 negatīvo TLR signālu regulēšanu veicina kompleksa veidošanās ar TRAF6, un tika ierosināts, ka pastāv TRAF šūnu kompleksi ar regulējošiem NLR, saukti par "TRAFasomām", kas darbojas kā regulējošas platformas [186]. Joprojām ir jānosaka, vai šāds scenārijs varētu arī veicināt NLRC3 interferona ceļu regulēšanu.

Papildus savai negatīva regulatora funkcijai NLRC3 ar savu LRR var saistīt divpavedienu vīrusa DNS ar augstu afinitāti, kas izraisa tā NBD ATPāzes aktivitātes palielināšanos 10- reizes. ATP saistīšanās samazina NBD mijiedarbību ar STING, kā rezultātā tiek aktivizēts I tipa IFN ceļš [193].

2.3. NLRC5

NLRC5 ir daļa no atsevišķa NLR kopuma, kas darbojas kā MHC I un II klases gēnu transkripcijas regulatori [114, 151, 194]. Gan NLRC5, gan CIITA saistās ar saviem attiecīgajiem transkripcijas mērķiem MHC promotoru reģionos, izmantojot to pašu daudzproteīnu DNS saistošo kompleksu [115, 117, 195, 196]. NLRC5 ir konstitutīvi ekspresēts plašā limfoīdo orgānu un barjeru audu diapazonā, piemēram, plaušās un kuņģa-zarnu traktā, kas ir vārti vairākiem patogēniem [114, 151, 194]. NLRC5 ekspresiju un sekojošo MHC I klases gēna ekspresiju var uzlabot, stimulējot ar IFN- [114,151,194,197].

Pirmajā NLRC5 raksturojumā tika ziņots, ka tas ietekmē transkripciju no ISRE un GAS reportiera elementiem, savukārt NLRC5 pārmērīga ekspresija izraisīja paaugstinātu IFN-mRNS līmeni HeLaS3 šūnās. Šos rezultātus apstiprināja ar siRNS izraisītu notriekšanu [114], un mēs parādījām, ka THP-1 šūnās un primārajos dermas fibroblastos NLRC5 siRNS notriekšana samazina IFN- un CXCL10 indukciju SeV infekcijas gadījumā [151]. Tika pierādīts, ka NLRC5 inhibē A gripas vīrusa (IAV) replikāciju plaušu epitēlija šūnu līnijā A549 un palielina RIG-I un I tipa IFN transkripciju [152].

Mijiedarbību starp NLRC5 un RIG-I neatkarīgi apstiprināja Cui et al. Tomēr šie autori ziņoja par NLRC5 pārmērīgas ekspresijas negatīvo ietekmi uz I tipa IFN luciferāzes reportiera aktivāciju ar poli(I:C) [153]. Tikmēr tika pierādīts, ka NLRC5 notriekšana vairākās dažādās šūnu līnijās izraisīja pastiprinātu IFN reakciju pret poli(I:C) ārstēšanu vai VSV infekciju [153]. Tomēr NLRC5 IFN aktivācijas regulēšana joprojām ir diskusiju jautājums [151]. Ievērības cienīgs ir fakts, ka Nlrc5-/- pelēm, kurām tika mērķēts uz 4. eksonu, nebija nedz izmainīts bazālais, nedz poli(I:C) izraisīts IFN-seruma līmenis, salīdzinot ar savvaļas tipa dzīvniekiem [154]. Tam pretstats pētījumi, kuros izmantots cits NLRC5 knockout peles modelis, kurā tika mērķēts uz 8. eksonu. Ex vivo stimulācija ar VSV vai poli(I:C), kā arī sistēmiska iedarbība ar VSV izraisīja augstāku IFN līmeni un spēcīgāku IRF3 fosforilēšanos [155].

Lai gan NLRC5 kā galvenā MHC I klases gēna regulēšanas regulatora loma ir labi noteikta, NLRC5 loma I tipa IFN reakcijās, šķiet, ir ļoti atkarīga no šūnu veida un organisma konteksta [156]. To labi ilustrē novērojums, ka NLRC5 iznīcināšana palielina RIG-I izraisīto pretvīrusu IFN reakciju pDC, bet tas neietekmē to pašu ceļu moDC. Interesanti, ka šie divi šūnu tipi atšķiras pēc to NLRC5 pamata ekspresijas līmeņa [143], kas liecina par NLRC5 atšķirīgu ieguldījumu IFN kontrolē šajos šūnu tipos. Papildus tās lomai antigēnu prezentācijā ir ticams, ka NLRC5 ir arī papildu loma pretvīrusu imunitātē, kas saistīta ar iedzimtu vīrusu noteikšanu, papildus tās lomai antigēnu prezentācijā, kā to ierosina daži no iepriekš apspriestajiem pētījumiem.

2.4. NLRP2

Cilvēkiem NLRP2 galvenokārt tiek ekspresēts smadzenēs, aizkuņģa dziedzerī, nierēs un reproduktīvajos audos, piemēram, sēkliniekos un placentā [157, 198, 199]. Imūnās šūnās NLRP2 tiek pārregulēts makrofāgos, reaģējot uz B-DNS analogu dAdT, kā arī T šūnās pēc RIG-I aktivācijas [198]. Pastāv atšķirības starp peles un cilvēka šūnu populācijām. Atšķirībā no cilvēka šūnām, NLRP2 netiek pārregulēts peles CD3 plus T šūnās pēc RNS un DNS noteikšanas, savukārt peles CD14 plus mieloīdās šūnās RNS noteikšana palielina NLRP2 ekspresiju [198]. Tika pierādīts, ka NLRP2 proteīna līmenis tiek paaugstināts, ārstējot IFN-, IFN- un LPS makrofāgiem līdzīgās diferencētās cilvēka THP-1 šūnās, savukārt CpG terapija neietekmēja NLRP2 proteīna līmeni [157]. Starp citokīniem, kas regulē NLRP2 ekspresiju, vienlaicīga ārstēšana ar IFN- un TNF- nodrošina nekanonisku iekaisuma aktivāciju ar intracelulāru LPS smadzeņu pericītos [158].

Runājot par I tipa IFN regulēšanu, NLRP2 var saistīt TBK1, izraisot traucētu mijiedarbību ar IRF3, kā rezultātā samazinās IFN ražošana [159], lai gan pašlaik tas ir atsevišķs novērojums.

2.5. NLRP4

NLRP4 tika pētīts tikai nesen. Lai gan NLRP4 satur PYD, tas nesadarbojas ar iekaisuma adaptera proteīnu ASC [200] un neietekmē IL1 sekrēciju [201]. Tas tika aprakstīts, lai regulētu autofagosomu un autofagisko procesu veidošanos [201, 202] un negatīvi regulētu NF-κB reakciju [163, 203]. Turklāt ir aprakstīts, ka NLRP4 spēlē lomu embriju attīstībā [204]. Tas izpaužas cilvēka oocītos un agrīnos embrijos [205], un septiņas Nlrp4 gēnu kopijas tiek ekspresētas peles oocītos [206–208]. Nlrp4e iznīcināšana peles oocītos izraisa attīstības apstāšanos starp 2- un 8-šūnu stadiju [204].

NLRP4 nomāc I tipa IFN atbildes, mērķējot uz TBK1 degradācijai. Tas ir saistīts ar dzēstās E3 ubikvitīna ligazes 4 (DTX4) piesaistīšanu. NLRP4 mijiedarbojas ar fosforilētā TBK1 kināzes domēnu, kas veicina K48-saistītu TBK1 poliubikvitināciju pie lizīna atlikuma 670, izmantojot DTX4 [164]. Šo degradāciju var izraisīt signalosomu komplekss, tostarp NLRP4, ubikvitīnam specifiskā peptidāze 38 (USP38), DTX4, TRAF mijiedarbojošs proteīns (TRIP) un, iespējams, dažas fosfatāzes, kas vēl nav identificētas. Pēc vīrusa infekcijas TBK1 tiek aktivizēts, kā rezultātā notiek tā K63- un K33-saistītā ubikvitinācija. Šī kompleksa veidošanās noved pie K33-saistītās ubikvitinācijas rediģēšanas pie lizīna atlikuma 670 pie TBK1 un tās aizvietošanas ar K48-saistītu poliubikvitināciju [165].

Tomēr tas varētu nebūt vienīgais ceļš, jo tika konstatēts, ka divējāda specifiskuma tirozīna fosforilācijas regulētā kināze 2 (DYRK2) veicina NLRP4-mediētu TBK1 degradāciju [166]. DYRK2 fosforilē TBK1 uz serīna atlikuma 527, kas ir būtisks NLRP4 piesaistīšanai un uzlabo abu proteīnu mijiedarbību. Tas veicina ar K48-saistītu TBK1 poliubikvitināciju. Autori norāda, ka DYRK2 pastiprina TBK1 degradāciju, izmantojot NLRP4-DTX4 savienojumu [166]. Žurku sirds muskuļu šūnās tika ziņots par samazinātu TBK1 un IRF3 līmeni pēc NLRP4 pārmērīgas ekspresijas atkarībā no devas [163].

Mēs joprojām ļoti maz zinām par NLRP4 fizioloģisko funkciju. NLRP4 izoformu notriekšanas saistība ar olšūnu attīstības defektu var rasties, ja trūkst tolerances pret tēva DNS, kā parādīts NLRP14 (skatīt zemāk). Dati, kas apkopoti no iepriekš apkopotajiem pētījumiem, liecina, ka NLRP4 galvenais mehānisms ir TBK1 pussabrukšanas perioda kontrole, izmantojot proteasomu noārdīšanos.

For more information:1950477648nn@gamil.com